2014届高三生物一轮复习课件：动物细胞工程(苏教版必修3).ppt

第三节 动物细胞工程,一、动物细胞培养与体细胞克隆 1.概念与操作流程,2.条件 (1)无菌、无毒：_无菌处理，添加 _，定期更换培养液以清除代谢产物。 (2)营养：除正常的有机和无机营养外，加入_。 (3)适宜的温度和pH：温度为_ (哺乳动物)，pH为 _。 (4)气体环境：含_的空气加_的混合气体。 3.应用 生物制品的生产、检测_、医学研究。,对培养液和所有培养用具,抗生素,动物血清,37左右,7.27.4,95%,5%CO2,有毒物质,【点拨】(1)胰蛋白酶作用对象主要是细胞间质，以得到单个的细胞。另外不能用胃蛋白酶替代的原因主要是胃蛋白酶的最适pH与细胞培养液的pH相差太大。 (2)细胞培养液中添加动物血清的目的是弥补缺少的营养，因为对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，用血清来模拟体内的细胞生活环境。,4.细胞核移植与动物体细胞克隆 (1)克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的 _的_群体。 (2)体细胞克隆：将供体体细胞的_与受体去核卵细胞的 _进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养 发育成胚胎进而形成个体的技术。其关键是_。 (3)细胞核移植：利用_技术等将某种动物细胞的_ _移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟_内的 技术。,生物个体,无性繁殖,细胞核,细胞质,细胞核移植技术,显微操作,胞核,细,卵细胞,(4)克隆动物过程： (5)克隆技术的意义： 在克服动物_杂交繁殖障碍、创造_等方面具有重 要的科学意义和潜在的_。,体细胞,融合的细胞,种间,新物种,经济价值,二、细胞融合和单克隆抗体 1.细胞融合 (1)含义：在一定的条件下将_或_细胞融合为一个细胞 的过程。 a._：如电场法 (2)融合方法 b.化学法：如_法 c.生物法：如_法 (3)应用：制备_。,物理法,聚乙二醇,仙台病毒,单克隆抗体,2个,多个,2.单克隆抗体技术 (1)制备过程：,脾脏,杂交瘤细胞,同种细胞,杂交细胞,单克隆,(2)单克隆抗体的优点：_强，纯度高，_高，产 量大，容易标准化生产等。 (3)单克隆抗体的应用： 用于治疗肿瘤； 治疗免疫系统紊乱引起的疾病； 用于器官移植。,特异性,灵敏度,【点拨】(1)植物细胞融合获得的杂种细胞可形成杂种植株，而动物细胞融合获得的杂交细胞不会发育成个体。 (2)制备单克隆抗体时，需进行两次筛选，第一次是为了选出杂交瘤细胞，第二次是为了获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。,植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较,外植体,愈伤组织,根、芽或胚状体,试管苗,动物组织块,细胞悬液,原代培养(细胞贴壁生长),胰蛋白酶处理， 分瓶继续培养,传代培养,少数细胞获得 不死性(癌细胞),供体 受体,体细胞核 卵母细胞,重组细胞,早期胚胎,个体,与外植体完全相同的个体,相同分化程度的细 胞群,与供体基本相同的 个体,细胞的脱分化、再分化、 分化,细胞分化、细胞癌变,核融合、细胞分化,【高考警示钟】 1.植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。 2.区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始了传代培养。 3.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。,【典例训练1】(2012靖江模拟)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：,(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_ _。 (2)在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：_ (至少答两种)。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_ _，将导入的常用方法是_。,(3)图中一般经过_处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_ 期进行。 (4)用细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_代，原因是_， 此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？ _。,【解题指南】 1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。 2.解题关键：(1)明确过程是将目的基因导入受体细胞，的形成过程为核移植； (2)明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。,【解析】(1)图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需经动物细胞培养。 (2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。 (3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在M时期。 (4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。,答案：(1)核移植技术、动物细胞培养 (2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可) 复制区、复制原点、标记基因 显微注射法 (3)胰蛋白酶 M(或减数第二次分裂中) (4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化 此培养基中加入动物血清、血浆等,【变式备选】(2012淮安模拟)某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误( ) A0 B1 C2 D3,【解析】选D。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而不能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法或化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中所用的糖是蔗糖，有时也加葡萄糖和果糖。,动物细胞融合与单克隆抗体 1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,2.单克隆抗体制备的关键环节 (1)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆抗体。 (2)细胞融合后需经二次筛选： 第一次：在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。,第二次：经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,【高考警示钟】 1.植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间质。 2.灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。 3.植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。,【典例训练2】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：,(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于受一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是_。 (2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是_，这种育种方法的优点是_ _。,(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_ _。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是_。 (4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来： _。,【解题指南】 1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。 2.解题关键： (1)hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR。 (2)两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。 (3)骨髓瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。 (4)单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组成。,【解析】(1)a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞HhRr能在光照强度大于800 lx时生长。 (2)植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了自然条件下物种之间的生殖隔离。 (3)在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能无限增殖，无法得到大量的抗体。,(4)只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与骨髓瘤细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆抗体。,答案：(1)给予大于800 lx的光照 (2)植物细胞的全能性 克服了远源杂交不亲和的障碍 (3)既能无限增殖，又能产生特定抗体 特异性强、灵敏度高、化学性质单一 B淋巴细胞不能无限增殖 (4),【互动探究】(1)若a、b表示两种植物体细胞，则融合前需进行什么操作？ 提示：利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 分析：细胞融合是利用细胞膜的流动性，细胞壁如果存在无法进行融合。 (2)植物体细胞杂交与单克隆抗体产生过程中，a、b融合的方法相同吗？ 提示：植物细胞可用物理法如电场诱导等，化学法如用PEG诱导；动物细胞除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导。,1.(2012佛山模拟)下列不属于细胞工程基本技术的是( ) A细胞培养技术 B细胞融合技术 C细胞核移植技术 D转基因技术 【解析】选D。D项属于基因工程。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品或产物的一门综合性科学技术。,2.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是 ( ) A都需用 CO2培养箱 B都需用液体培养基 C都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性 【解析】选C。植物细胞培养用固体培养基，不需用CO2培养箱；植物细胞培养可得到完整的植物个体，体现了细胞的全能性，动物细胞培养获得的是动物细胞或代谢产物，未体现细胞的全能性；植物细胞培养和动物细胞培养均需要在无菌条件下进行。,3.(2012江苏联考)如图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是( ),A该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术 B经酶A处理后的与质粒具有相同的黏性末端 C若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的是已免疫的B细胞 D通过检测和筛选得到的既能无限增殖又能分泌特异性抗体 【解析】选A。该过程涉及基因工程，但没有涉及动物细胞融合技术。,4.我国科学家在山东莱阳农学院培养出了克隆牛“康康”和“双双”，其过程如图所示：,下列叙述中正确的是(多选)( ) A.该过程利用了动物细胞核的全能性 B.A母牛和B母牛与“康康”“双双”之间不存在真正意义上的亲子代关系 C.该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路 D.“康康”、“双双”之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应,【解析】选A、B、C。细胞核移植技术产生动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性；因为A、B母牛并没有将遗传物质传递给“康康”、“双双”，故从遗传学角度来说，它们之间并没亲子代关系；细胞核移植(克隆)技术的应用之一是拯救濒危物种，扩大其种群数量；“康康”、“双双”的核遗传物质并没有差别，若进行器官移植不会发生免疫排斥反应。,5.(2009江苏高考)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。如图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。,(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。 (2)气室中充入5% CO2气体的主要作用是_。 (3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的_，以保证抗生素对肝脏无害。 (4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。,材料用具： 肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。 实验过程： 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。,利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。 上表中还需进行的操作是_。,培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。 一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 _，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明_。,【解析】本题考查动物细胞培养的相关知识。 (1)把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代